Nitrocarburieren

Was beim Nitrocarburieren im Stahl verändert wird

Beim Nitrocarburieren entsteht an der Werkstückoberfläche eine chemisch veränderte Randzone. Typisch sind eine oberflächennahe Verbindungszone und eine darunterliegende Diffusionszone, deren Ausbildung von Werkstoff, Verfahrensführung und Behandlungsdauer abhängt. Anders als bei rein mechanischen Oberflächenverfahren wird die Werkstoffeigenschaft der Randzone selbst verändert. Das Verfahren zielt auf funktionale Oberflächen mit angepasstem Gleit-, Verschleiss- und Ermüdungsverhalten.

Typische Einsatzfälle für nitrocarburierte Stahlteile

Nitrocarburieren wird für Stahlbauteile eingesetzt, deren Oberflächen unter Reibung, Kontaktbelastung oder wiederkehrender Beanspruchung stehen. Dazu gehören beispielsweise Wellen, Bolzen, Führungen, Buchsen, Ventilteile oder weitere Präzisionsteile mit belasteten Funktionsflächen. Die Behandlung ist vor allem dann sinnvoll, wenn die Randschicht gezielt verbessert werden soll, ohne den gesamten Werkstoffquerschnitt auf ein Härteverfahren auszulegen. Auch bei Teilen mit engen Massanforderungen wird das Verfahren häufig in die Fertigungsfolge eingeordnet.

Verfahrensarten und nachgelagerte Ausführungen

Nitrocarburieren kann in unterschiedlichen Prozessumgebungen durchgeführt werden, etwa gasförmig, im Salzbad oder plasmagestützt. Welche Variante geeignet ist, hängt von Bauteilgeometrie, Werkstoff, geforderter Randzonenausbildung und den Bedingungen der Serienfertigung ab. In der Praxis wird das Verfahren teils mit weiteren Schritten kombiniert, etwa mit Oxidationsbehandlungen zur Anpassung der Oberflächencharakteristik. Die genaue Ausprägung der Schicht wird deshalb nicht allein durch den Verfahrensnamen beschrieben, sondern durch die konkrete Prozessführung.

Abgrenzung zu Nitrieren, Carbonitrieren und Härtungsverfahren

Nitrocarburieren ist von anderen Wärmebehandlungen für Stahl klar zu unterscheiden. Gegenüber dem Nitrieren wird nicht nur Stickstoff, sondern zusätzlich Kohlenstoff in die Randzone eingebracht. Im Unterschied zu Carbonitrieren, Aufkohlen oder Einsatzhärten steht nicht eine austenitische Randschichtbehandlung mit anschliessender martensitischer Härtung im Vordergrund, sondern die thermochemisch erzeugte Oberflächenzone. Verfahren wie Härten, Vergüten oder Anlassen verändern dagegen die Eigenschaften des Werkstoffs in grösserem Querschnitt oder im gesamten Bauteil und verfolgen damit ein anderes Ziel.